Текст книги "Язык эмоций и эмоциональный слух. Избранные труды"

Основные результаты

В таблице 2 представлена средняя вероятность правильного определения группой аудиторов эмоциональной интонации каждой из 10 программ исполнителей. Цифры свидетельствуют о довольно высокой вероятности правильного определения аудиторами эмоциональной интонации – в среднем 78,4 %. Поскольку вероятность случайного отгадывания эмоциональной интонации каждой из программ равна 20 %, можно полагать, что распознавание эмоциональной интонации программ не случайно, а основывалось на достаточно выразительных отличительных признаках той или иной эмоции, которые содержал каждый исполненный вокально-музыкальный фрагмент[18]18
  Анализ полезных акустических признаков голоса человека, ответственных за передачу слушателю эмоциональной информации, дан нами в ряде предыдущих работ (Морозов, 1977^а, 1978).


[Закрыть].

Особо следует отметить высокую вероятность опознавания эмоциональной интонации не только вокально-речевых фраз, но и вокализа[19]19
  Вокализ – пение мелодии без слов.


[Закрыть] (74 %) и отдельной гласной А (79,3 %). Эти результаты свидетельствуют о независимости эмоций от акустических средств их выражения, равно как и об аналогичной способности слуховой системы к распознаванию эмоций[20]20
  Данная закономерность подтверждена также нами на примере восприятия инструментальной музыки (скрипка).


[Закрыть].

Средняя разница в пользу левого уха (3,1 %, при р=0,0179, по Вилкоксону, и коэффициент асимметрии 2,1 %) означает преимущество правого полушария мозга в распознавании эмоции.

Сравнительно небольшие величины индивидуальных интерауральных различий ЭС испытуемых (в среднем 3,1 %) вызваны тем, что, наряду с преобладающими контрлатеральными (перекрещенными) путями слуховых нервов, в мозгу имеются и ипсилатеральные (неперекрещенные) пути (их меньшая часть), которые несут в правое полушарие информацию с правого же уха. Таким образом, функциональная специализация правого и левого полушариий (по критерию К_ас) в определенной степени нивелируется.

Аналогичные результаты мы получили при исследовании интерауральной асимметрии восприятия эмоций с применением метода дихотического прослушивания эмоционально окрашенных разных вокальных фраз, подаваемых одновременно: одна фраза на правое, другая – на левое ухо (К_ас= 2, 8 %).

Таблица 2. Распознавание эмоциональной интонации вокальной речи при монауральном восприятии (средние данные)

Обращают на себя внимание существенные индивидуальные различия аудиторов как по абсолютным величинам правильного определения эмоциональной интонации, так и по неоднозначности восприятия левым и правым ухом: от 57 до 86,2 % для правого уха и от 60,6 до 88,2 % для левого уха. В этой связи интерауральные различия в восприятии эмоций для некоторых аудиторов оказываются значительно более существенными (4,8 % у К-вой), чем у других (0,8 у С-вой). Причем, как показывают результаты, эта интерауральная разница не коррелирует с абсолютными величинами вероятностей распознавания эмоций (3,6 % у Ж-вой и то же у К-ва при существенно разных абсолютных значениях).

В таблице 3 представлены матрицы распределения средних вероятностей определения эмоций всеми аудиторами по результатам многократного прослушивания всего комплекса программ. Прежде всего, обращает на себя внимание факт существенных различий в определении эмоций: наибольшие величины для страха, горя, гнева (80,8–87,7 %) и наименьшие для радости (62,1–69,3 %). Эти результаты согласуются с ранее полученными в нашей лаборатории и находят объяснение в свете развиваемой нами теории эволюционного происхождения эмоционально выразительных средств звуковой коммуникационной системы человека: закрепление в процессе эволюции наиболее надежных биоакустических средств коммуникации в первую очередь за биологически наиболее важными эмоциональными состояниями (Морозов, 1977^а).

Таблица 3. Матрица распределения средних значений (%) правильных определений аудиторами эмоциональной интонации вокальной речи при монауральном восприятии

Средние значения правильных определений: правое ухо – 75,3 %; левое ухо – 78,4 %.

Что касается интерауральных различий, то здесь они хорошо коррелируют с абсолютными величинами правильных определений эмоций: максимальная разница между ушами наблюдается для эмоций страха (5,7 %) и горя (4,9 %), а минимальная – для эмоций радости (1,2 %). При этом важно подчеркнуть, что во всех случаях правильного определения эмоций разница обнаруживалась в пользу левого уха аудиторов (и соответственно – правого полушария мозга).

Заключение

В целом, полученные результаты, несмотря на сравнительно небольшую, но статистически достоверную (p=0,0179) среднюю для всех аудиторов разницу в правильной идентификации эмоциональной интонации вокальной речи в пользу левого уха (3,1 %), позволяют полагать, что различие это закономерно и проявляется не только в различиях правильных оценок эмоций, но и в величине уверенности, с которой эти оценки давались аудиторами.

Результаты нашей работы, впервые полученные на модели воккальной речи, достаточно хорошо согласуются с литературными данными: в цитированной выше работе Хаггарда и Паркинсона (Haggard, Parkinson, 1971), исследовавших монауральное восприятие эмоциональной интонации речевых фраз с подачей шума на контрлатеральное ухо, интерауральное различие 4,27 % было получено также в пользу левого уха. Наши результаты созвучны также работам Кимуры (Kimura, 1964), Дарвина (Darwin, 1969) и Бартоломеус (Bartholomeus, 1974), обнаруживших преимущество левого уха в условиях дихотического восприятия разных мелодий. Полученные нами лево-правосторонние различия монаурального восприятия эмоционального контекста вокальной речи есть основания связать с функциональной асимметрией мозга человека, как это предусматривает современная психофизиологическая теория латерализации функций мозга. В этой связи обнаруженные индивидуальные различия среди аудиторов по величине превосходства левого уха в восприятии эмоций (от 0,8 % до 4,8 %), по-видимому, отражают особенности организации центральных механизмов обработки экстралингвистической информации у разных людей. Наконец, полученные данные создают основы для разработки новых практических методов тестирования эмоциональной сферы человека, например для профотбора лиц художественных профессий, а также аудиторов, осуществляющих контроль за эмоциональным состоянием человека-оператора (подверженного воздействию эмоциональных стрессов) по звуку его голоса.

V. Феномен квазигармоничности обертонов и тембр певческого голоса[21]21
  По материалам ст.: Морозов В. П., Кузнецов Ю. М. Феномен квазигармоничности обертонов и тембр певческого голоса // Художественный тип человека. Комплексные исследования / Под ред. В. П. Морозова и А. С. Соколова. М., 1994. С. 154–163.


[Закрыть]

Эстетические свойства певческого голоса определяются в значительной степени качеством тембра. При выяснении типа певческого голоса певца в вокальной педагогике, при делении голосов на типы в оперной партии тембр голоса – важнейший критерий и нередко более важный, чем звуковысотный.

Считается, что тембр голоса является природным свойством человека и его изменить нельзя. В определенной степени это справедливо, особенно для речи, поскольку каждый говорит в удобной для себя манере, не пытаясь изменить природную окраску своего голоса. Однако опыт имитаторов чужих голосов свидетельствует о больших возможностях произвольного изменения тембра. Искусство пения как специальное приспособление голосообразующего аппарата для музыкальных целей дает значительные возможности существенного изменения тембра голоса в зависимости от тех или иных механизмов звукообразования и художественных задач. Выдающийся итальянский баритон Титта Руффо писал: «Я стремился создать при помощи специфической вокальной техники подлинную палитру колоритов. При помощи определенных изменений я создавал звук голоса белый; затем, затемняя его звуком более насыщенным, я доводил его до колорита, который называл синим; усиливая тот же звук и округляя его, я стремился к колориту, который называл красным, затем к черному, т. е. к максимально темному» (Титта Руффо, 1966, с. 302). Специальные исследования показали значительные изменения тембра певческого голоса при выражении разных эмоций (Морозов, 1977^а, 1989).

История вокального искусства и педагогика выработали целый ряд критериев эстетического совершенства голоса певца оперно-концертного жанра. Свои эстетические критерии есть в эстрадном, народном, хоровом, церковном пении. Но во всех жанрах вокального искусства предметом особой ценности считается совершенство вокальных ансамблей.

Известно, что далеко не каждые два, три или более певца могут составить дуэт, трио, квартет и т. п. И причина здесь не только в музыкальном слухе певцов – он может быть достаточно развит. Причина состоит в соответствии или несоответствии тембров певческих голосов, составляющих ансамбль. Многие, вероятно, помнят, как по случаю какого-то юбилея Сталина хор и все солисты Большого театра пели очередной гимн в его честь. Мощность звука была колоссальная, но голоса Рейзена, Козловского и многих других солистов звучали как бы сами по себе, отделяясь не только от хора, но и друг от друга. Это, конечно, особый случай отсутствия ансамбля; в оперных спектаклях и концертных исполнениях вокальные ансамбли несравненно совершеннее. Однако проблема существует. Вспоминается (В. П. Морозов), что заведующий кафедрой сольного пения Ленинградской консерватории профессор Е. Г. Ольховский неоднократно сетовал на несовершенство вокальных ансамблей на нашей профессиональной сцене, с чем, по-видимому, многие могут согласиться. Тем более что некоторые профессиональные коллективы добиваются весьма высокого качества вокально-хоровых ансамблей[22]22
  Примером в этом отношении может служить театр Ла Скала, гастролировавший несколько лет назад на сцене Большого театра и доставивший слушателям – как любителям, так и профессионалам – истинное удовольствие высочайшим совершенством вокально-хоровых ансамблей, в частности, в опере «Капулетти и Монтекки» В. Беллини.


[Закрыть].

Кстати, специфика тембра хора определяется, как известно, эстетическим слухом руководителя и возможностью достижения желаемого им результата путем сонастройки певческих голосов, т. е. изменением акустической структуры голоса каждого из хористов в ту или иную сторону (Думбляускайте, 1974; Чесноков, 1961; Лукишко, 1984).

С акустико-физиологической точки зрения, тембр певческого голоса определяется двумя относительно независимыми факторами: а) особенностями колебаний голосовых связок, порождающими звуки разной обертоновой насыщенности; и б) резонансными характеристиками голосового тракта певца, значительно усиливающими или, наоборот, ослабляющими те или иные группы обертонов (Фант, 1964; Морозов, 1977^а). В результате такого преобразования огибающая спектра человеческого голоса (т. е. линия, проведенная по вершинам обертонов) принимает вид волнообразных повышений и понижений, носящих соответственные названия формант и антиформант или, по другой терминологии, – полюсы и нули (Фант, 1964).

Исследование певческих голосов при помощи интегрального спектроанализатора показало наличие у певцов в основном трех статистически значимых формантных областей: низкой (450–650 Гц), средней (800–1300 Гц) и высокой (2000–3500 Гц) певческих формант (Морозов, 1977^а). Последняя, как известно, в основном определяет звонкость и полётность певческого голоса, первая – его мягкость и округлость, а вторая – фонетическую разнокачественность гласных (Sundberg, 1987).

Указанные формантные максимумы смещены у высоких голосов (например, теноров) в более высокочастотную, а у низких (басов) – в низкочастотную область спектра, чем и определяются специфические тембры разных типов человеческих голосов.

Соотношение между формантными максимумами на огибающих спектра (назовем это макроструктурой певческого звука) и микроструктурными составляющими спектра – обертонами (назовем их – микроструктурой спектра) можно хорошо наблюдать на примере высокой певческой форманты, которая состоит из многих (до 10-15) усиленных обертонов разной частоты, по вершинам которых и проходит огибающая спектра.

Считается, что обертоновый состав голоса человека является гармоническим, т. е. частоты обертонов относятся к частоте основного тона как ряд целых чисел (2, 3, 4, 5 и т. д.). Гармонический натуральный звукоряд является, как известно, основой ладовой гармонической структуры музыки (Холопов, 1990). Гармоничность или негармоничность обертонов любого музыкального звука, естественно, весьма сильно влияет на его эстетическое восприятие (Володин, 1970; Назайкинский, 1972). А. А. Володин – авторитетнейший специалист по синтезу музыкальных тембров – делает весьма важное для настоящей работы замечание: «Для музыкального звука недостаточно высотной ясности самой по себе. Необходимо, чтобы его спектральная структура способствовала выявлению ладовых и гармонических свойств звука, определяемых музыкальным контекстом… Как известно, ладогармонические связи звуков в очень большой степени основаны на явлениях акустического родства. Степень родства устанавливается обычно по тому, какие и сколько гармоник двух звуков в пределах первых девяти компонентов спектра совпадают друг с другом по высоте» (Володин, 1970, с. 25).

Важно отметить, что в музыкальной практике применяются инструменты как с гармоническим спектром обертонов – например, струнные, так и с негармоническим – в основном ударные (Музыкальная акустика, 1954). Однако струны отнюдь не всегда порождают гармонический ряд обертонов. Как показано Г. К. Богино, две струны разного диаметра, настроенные в унисон по основному тону, порождают ряд обертонов, существенно различающихся по частоте (Богино, 1970). На этом основании Богино рекомендовал настройщикам не ставить на рояли нестандартные струны, так как это создает тембровую нестройность звука рояля.

Определенным подтверждением гармонической природы обертонов голоса человека служит тот факт, что мы способны определить высоту голоса в речи и пении даже при отсутствии основного тона и первых гармоник, как, например, при телефонном разговоре, поскольку телефонный тракт пропускает полосу частот только с 300 Гц (и до 3000 Гц), а основной тон, по крайней мере, типичного мужского голоса лежит значительно ниже, в среднем около 160 Гц (Мартынов, 1962).

Считается, что физиологический механизм определения слуховой системой частоты основного тона при его реальном отсутствии состоит в измерении слуховым анализатором частотных различий между обертонами, которые по закону натурального гармонического ряда являются кратными частоте основного тона голоса. Подобным способом определения основного тона голоса пользуются криминалисты, в распоряжении которых часто находятся записи голосов людей, сделанные в условиях сильных частотных искажений (Женило, 1988).

Несмотря на эти, казалось бы, достаточно утвердившиеся представления в теории голосообразования, есть основания – как теоретические, так и экспериментальные – считать обертоновый состав голоса (певческого и речевого) отнюдь не строго гармоническим, или, по нашей терминологии, квазигармоническим[23]23
  Quasi (лат.) – якобы, как будто, почти, близко.


[Закрыть].

Прежде всего, известно, что основная частота колебаний голосовых связок (от которой зависит частота основного тона, а следовательно, и высота звука) не является строго постоянной, даже если певец будет стараться поддерживать ее строго постоянной (Морозов, 1977^а). Г. Фант, отметивший это явление для речевого голоса, называет его «квазипериодичностью» колебаний голосовых связок (Фант, 1964, с. 30).

Частота колебаний голосовых складок (F₀) зависит от многих факторов и в целом определяется формулой:

где С – степень натяжения (жесткость) голосовых складок, L – длина их колеблющейся части, М – их масса, Р – величина подсвязочного давления воздуха в легких (Морозов, 1977^а). Каждый из указанных параметров может изменяться певцом в весьма широких пределах (например, жесткость С – в десятикратном размере), что и обеспечивает большой частотный диапазон певческого голоса, в значительной степени независимый от динамических характеристик (с и лы) голоса.

Среди причин квазипериодичности частоты колебаний голосовых связок некоторые исследователи называют тремор перстне-черпаловидных мышц, обеспечивающих натяжение голосовых связок, т. е. параметр С (Baer, 1981), нестационарность градиента воздушного давления на уровне голосовой щели (Сорокин, 1985) и ряд других факторов.

Считается, что указанная нестационарность колебаний голосовых складок носит случайный характер, но является настолько характерным для человека параметром, что его специально вводят в системы искусственной синтетической речи для придания ей большей естественности звучания (Holmes, 1972; Rozsypal, Millar, 1979). По данным В. Н. Сорокина, нестационарность натяжения голосовых складок порядка 1–1,5 % практически не ощущается слухом, 2–4 % существенно улучшает натуральность, а 5 % и более приводит к резкому, грубому тембру звучания синтетического голоса (Сорокин, 1985).

Таким образом, доказанная квазипериодичность колебаний голосовых складок позволяет уже теоретически предсказать и феномен квазигармоничности обертонов голоса, поскольку их частотные характеристики «привязаны» к частоте основного тона. Однако в доступной нам литературе не удалось найти указаний на прямые экспериментальные исследования данного явления. В этой связи нами был проведен ряд экспериментальных исследований, носящих сугубо поисковый, ориентировочный характер.

Основные задачи состояли в том, чтобы установить: 1) наличие и степень выраженности феномена квазигармоничности певческого голоса, 2) его возможные изменения при разных условиях фонации, например, при выражении певцом разных эмоций.

В качестве рабочей гипотезы мы предположили, что эмоциональная окраска голоса должна определенным образом отразиться не только на макроформантной структуре певческого звука, что уже установлено (Морозов, 1977^а), но и на особенностях феномена квазигармоничности обертонов.

Определенные трудности в измерении феномена квазигармоничности обертонов связаны с наличием вибрато певческого голоса, представляющего собой периодические колебания частоты основного тона, а следовательно, и всего спектрального состава в пределах около 1/4 тона (50 центов) с частотой 5–6 колебаний в секунду, что соответствует периоду 200–180 мс. С целью избежать нежелательных влияний частотных модуляций основного тона или, по крайней мере, их значительно элиминировать, мы применили спектроанализирующие устройства (анализатор типа 2034 фирмы Брюль и Кьяр, а также методы с использованием специальных компьютерных программ, разработанных В. Р. Женило и А. В. Харуто), позволяющие осуществлять спектральный анализ за достаточно короткий временной интервал (около 20 мс), что примерно на порядок меньше периода вибрато и, следовательно, соответствует весьма незначительному изменению частоты основного тона, примерно на 1/40 часть тона (около 0,6 Гц на частоте ля малой октавы 220 Гц).

В первой серии были исследованы спектры певческого голоса тенора (В. В.) и сопрано (Б. Е.) при выражении разных эмоций (радость, печаль, безразличие или нейтраль, страх, гнев). Известно, что средствами эмоциональной выразительности кроме тембра являются особенности фонетической и фразовой артикуляции, а также характер интонации (мелодии). С целью выявить только тембровый компонент, одному из певцов (тенору В. В.) было дано задание выразить эмоции при пении только одной гласной на одной ноте. Певец прекрасно справился с этой задачей: по оценкам аудиторов, адекватность его выражения эмоций голосом составила 60–65 % (что более чем в три раза выше случайного).

Обработка спектрограммы состояла в определении частотного положения основного тона и каждого из обертонов (до 10-го) и вычислении степени соответствия частотного положения каждого из обертонов идеальному гармоническому раду (точнее, степени отклонения от идеально гармонического положения).

Результаты показали существенные отклонения обертонов как мужского, так и женского голоса певца от идеального гармонического ряда: от нескольких Гц до десятков Гц, что характерно для высоких обертонов, расположенных, например, в области высокой певческой форманты (2000–3000 Гц).

Для сравнительной оценки степени отклонений обертонов от идеального гармонического ряда нами был введен показатель, названный нами коэффициентом негармоничности (дисгармоничности) обертонов к вычисляемый как среднее для ряда обертонов отклонение частотного положения каждого из них по отношению к частоте основного тона, выраженное в процентах. Результаты такого рода вычислений по спектрам, взятым в двух разных временных участках («срезах») фонируемой тенором В. В. гласной, оказались следующие.

Как видно из таблицы, минимальная средняя негармоничность характерна для эмоций: радости (0,73), печали (0,81) и безразличия (1,17). Существенно больше негармоничность при выражении страха (2,80) и особенно гнева (7,06). В последнем случае это находит явное выражение в тембре звука в форме характерного для гнева увеличения напряженности, жесткости звука и, если прислушаться, действительно дисгармоничности тембровой окраски голоса. Сходные результаты были получены и при анализе голоса сопрано (Б. Е.), правда, по несколько другой методике подсчета отклонений обертонов (по величине периода).

Во втором эксперименте были обследованы голоса четырех мужчин и пяти женщин (студентов-вокалистов МГК) с целью выяснения возможных типологических различий мужских и женских голосов, а вместе с тем и возможных инвариантных показателей (для группы певцов), характерных для той или иной эмоциональной окраски. Певцам предлагалось петь на одном дыхании слоги МА-МЭ-МИ-МО-МУ на одной ноте (ля малой октавы для мужчин и ля первой октавы для женщин), причем с различной эмоциональной окраской (радость, печаль, нейтраль, гнев и страх). Предварительные аудиторские оценки показали достаточную адекватность выражения певцами указанных эмоциональных красок (в среднем около 65 %), хотя и с определенными индивидуальными различиями в решении данной задачи.

На спектроанализаторе Брюль и Кьяр № 2034 с каждого слога снималось два спектра (один в самом начале, другой в середине звучания). При этом определялись точные значения 9 (для женского голоса) или 12 (для мужского голоса) составляющих спектров и обертонов. Всего было проанализировано и подвергнуто компьютерному анализу 900 рядов «реальных» значений составляющих вокального тембра указанных певцов. Данные были внесены в машинную память и подвергнуты статистической обработке методами дискриминантного и дисперсионного анализа на статпакете SPSS PC.

Исследования показали наличие феномена смещения обертонов мужского и женского голоса при всех нижеследующих условиях пения: а) разных гласных нейтральным (эмоционально не окрашенным) звуком, б) разных эмоций на одной и той же гласной, в) разных эмоций на разных гласных. Оценка обертонов была произведена по степени изменения периода в мс, по сравнению с идеально гармоническим значением.

Общими для всех мужчин оказались, например, следующие статистически достоверные изменения. При выражении радости: 8-й обертон на –0,0109 мс, 9-й обертон на –0,0105 мс. При выражении страха: 8-й обертон на +0,0008 мс, 9-й обертон на +0,0003 мс (знак «–» означает уменьшение периода, а знак «+» – увеличение). Среди общих для всей женской группы обнаружены, в частности, следующие изменения. При выражении радости: 3-й обертон +0,0012 мс, 6-й обертон +0,0004 мс. При выражении гнева: 6-й обертон –0,0008 мс, 9-й обертон +0,0015 мс. При пении нейтрали: 3-й обертон –0,0009, 6-й обертон –0,0004 мс, 9-й обертон 0,0000 мс, 10-й обертон 0,0000 мс и т. п.

Приведенные данные носят, естественно, сугубо поисковый, ориентировочный характер. Но, тем не менее, они показывают определенные тенденции отклонения обертононого ряда голоса от идеального гармонического положения. Важно отметить, что эти изменения сопутствуют определенным произвольным намерениям певца, связанным с формированием различных эмоциональных красок голоса (а также гласных), и в этом плане носят характер не случайных, а закономерных явлений. Это дает основание полагать, что изменение тембра певческого голоса осуществляется не только изменением амплитудно-частотных характеристик огибающей спектра (т. е. макроформантной структуры спектра), но и путем соответствующих перераспределений частотных положений обертонов, составляющих эти форманты (т. е. микроструктурных изменений спектра). Полученные результаты, несомненно, нуждаются в дальнейшем уточнении с применением специальных компьютерных программ, обеспечивающих автоматическую обработку больших массивов информации о частотных характеристиках обертонов голоса при разных условиях фонации.

Указанные микроструктурные изменения спектров, по-видимому, имеют существенное значение при сонастройке тембров певческих голосов при ансамблевом и хоровом пении, т. е. при достижении эффекта слияния тембров многих певческих голосов – единое эстетически совершенное гармоническое звучание.

Резюмируя все вышеизложенное, можно сказать, что исследуемый нами феномен квазигармоничности обертонов певческого голоса проявляется: а) в определенной степени свободы частотного положения обертонов относительно основного тона, б) в возможных не только случайных, но и закономерных сдвигах частотного положения обертонов в результате формирования певцом различных тембровых красок, выражении эмоций голосом, а также ладовых наклонений (минора и мажора) и приспособлений к другим голосам в условиях ансамблевого пения.